JP4761845B2

JP4761845B2 - Mobile radio transmission method, radio transmission apparatus and radio transmission system

Info

Publication number: JP4761845B2
Application number: JP2005171382A
Authority: JP
Inventors: 秀樹中原; 嘉夫浦部; 幹博大内; 均高井; 宏一郎田中
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: JP2006345427A

Description

本発明は、移動体通信の分野において、移動体が通信する際に生じるドップラーシフトを軽減させて、伝送特性を改善するための無線伝送装置およびこれを用いた無線伝送システムに関するものである。 The present invention relates to a radio transmission apparatus and a radio transmission system using the same, in which the Doppler shift generated when a mobile unit communicates is reduced and the transmission characteristics are improved in the field of mobile communication.

移動体通信において、静止した基地局と移動する端末間で通信する場合、周囲の建物などからの反射によりマルチパスが発生する。そして、走行車両の車載無線端末など、受信する無線端末が高速に移動する場合は、移動に伴って各々のパス（到来波）に発生するドップラーシフトが大きくなり、受信特性を劣化させる大きな要因となる。
図２は、走行する車載端末が受信する到来波のドップラーシフトを模式的に示した図である。走行車両２０１がアンテナ２００で到来波を受信する様子を上から見たものである。ドップラーシフトｆｄは、（式１）で示されるように到来波の到来角度を進行方向に対してθとするとｃｏｓθに比例する。ｆｄはθ＝±９０度で零、移動方向（θ＝０度）で最大となり、最大ドップラー周波数Ｆｄと呼ばれる。Ｆｄは移動速度をｖ、搬送波の波長をλとすると、(式2)で表される。 In mobile communication, when communicating between a stationary base station and a moving terminal, multipath occurs due to reflection from surrounding buildings. When a receiving wireless terminal such as an in-vehicle wireless terminal of a traveling vehicle moves at a high speed, the Doppler shift generated in each path (arrival wave) increases with movement, which is a major factor that degrades reception characteristics. Become.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a Doppler shift of an incoming wave received by a traveling in-vehicle terminal. A state in which the traveling vehicle 201 receives an incoming wave with the antenna 200 is viewed from above. As shown in (Equation 1), the Doppler shift fd is proportional to cos θ when the arrival angle of the incoming wave is θ with respect to the traveling direction. fd is zero at θ = ± 90 degrees, and is maximum in the moving direction (θ = 0 degrees), and is called the maximum Doppler frequency Fd. Fd is expressed by (Expression 2) where v is the moving speed and λ is the wavelength of the carrier wave.

ｆｄ＝Ｆｄ・ｃｏｓθ （式１）
Ｆｄ＝ｖ／λ （式２）
このように、到来波に生じるドップラーシフトは、到来方向に応じてシフト量が異なるという特性がある。だだし、ここで示したドップラーシフトは、受信端末が移動することによって発生するもので、静止するとドップラーシフトは生じないとしている。 fd = Fd · cos θ (Formula 1)
Fd = v / λ (Formula 2)
Thus, the Doppler shift generated in the incoming wave has a characteristic that the shift amount differs depending on the arrival direction. However, the Doppler shift shown here is caused by the movement of the receiving terminal, and it is assumed that the Doppler shift does not occur when stationary.

ドップラーシフトは、非特許文献１に示される通信規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）の無線ＬＡＮや、非特許文献２に示される放送規格の地上波ディジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）などで用いられる直交周波数分割多重方式（以下、ＯＦＤＭ方式；ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ方式）の場合においては、特に問題となる。ＯＦＤＭ方式において、ドップラーシフトのシフト量とその極性が異なって合成受信されると、サブキャリア間でキャリア間干渉が発生して受信特性が劣化するという問題がある。 Doppler shift is orthogonal frequency division multiplexing used in a wireless LAN of the communication standard (IEEE802.11a) shown in Non-Patent Document 1 and a terrestrial digital broadcast (ISDB-T) of a broadcast standard shown in Non-Patent Document 2. In the case of a scheme (hereinafter referred to as an OFDM scheme; Orthogonal Frequency Division Multiplexing scheme), this is a particular problem. In the OFDM scheme, when the combined reception is performed with different Doppler shift amounts and their polarities, there is a problem that inter-carrier interference occurs between subcarriers and reception characteristics deteriorate.

図３は、ＯＦＤＭ方式におけるキャリア間干渉を模式的に示した図である。
図３（ａ）は、到来波間にドップラーシフトが生じない場合のサブキャリアを示す模式図である。周波数軸上のサブキャリアが隣接キャリア間で互いに直交関係にあり、隣接キャリアの応答が零になるように配置される。これに対し、図３（ｂ）は、到来波にドップラーシフトが生じて、２つの到来波間に周波数差がある場合のサブキャリアを示す。実線で示す到来波１に対して、点線で示す到来波２が到来波１に対して周波数差が生じている。このとき、例えば到来波１のサブキャリアＡは、隣接キャリアであってデータが異なる到来波２のサブキャリアＢから干渉を受ける。このような干渉が各キャリアで到来波間で相互に発生し、キャリア間干渉と呼ばれる。 FIG. 3 is a diagram schematically showing inter-carrier interference in the OFDM scheme.
FIG. 3A is a schematic diagram showing subcarriers when no Doppler shift occurs between incoming waves. The subcarriers on the frequency axis are arranged so as to be orthogonal to each other between adjacent carriers, and the response of the adjacent carriers is zero. On the other hand, FIG. 3B shows a subcarrier when a Doppler shift occurs in the incoming wave and there is a frequency difference between the two incoming waves. The incoming wave 2 indicated by the dotted line has a frequency difference with respect to the incoming wave 1 with respect to the incoming wave 1 indicated by the solid line. At this time, for example, subcarrier A of incoming wave 1 receives interference from subcarrier B of incoming wave 2 which is an adjacent carrier and has different data. Such interference occurs between incoming waves in each carrier and is called intercarrier interference.

そして、基地局から車載移動局に向けて送信する路車間通信システムにおいて、特許文献１に示されるように、受信側でのドップラーシフトの極性を送信側の指向性アンテナで限定し、基地局側で各々のアンテナの送信信号に周波数シフトを与えて送信する方法がある。
図４は、特許文献1に記載された路車間通信システムの構成を示す概念図である。図４において、道路に沿って送受信局４０４が間隔を置いて設置され、路側のアンテナによりセルが形成されている。各送受信局は、それぞれ車載移動局４０５の走行方向に沿って前方向の指向性を有するアンテナ４０２と、後方向の指向性を有するアンテナ４０３とを有している。前方向の指向性を有するアンテナ４０２からは、正側にオフセットされた周波数の電波がセル内に放射され、後方向の指向性を有するアンテナ４０３からは、負側にオフセットされた周波数の電波がセル内に放射される。なお、アンテナから放射される電波の周波数は、オフセット分を除けば同一周波数となっている。送受信局４０４は、中央基地局４０１から光ファイバや同軸ケーブル等の有線伝送回線を介して送受信データを取得し、ＯＦＤＭ方式による変調を施して、無線電波としてセル内に送信するものである。 In a road-to-vehicle communication system that transmits from a base station to an in-vehicle mobile station, as shown in Patent Document 1, the polarity of the Doppler shift on the receiving side is limited by the directional antenna on the transmitting side, and the base station side Then, there is a method of performing transmission by giving a frequency shift to the transmission signal of each antenna.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration of a road-vehicle communication system described in Patent Document 1. In FIG. 4, transmission / reception stations 404 are installed at intervals along the road, and cells are formed by roadside antennas. Each transmitting / receiving station has an antenna 402 having forward directivity and an antenna 403 having backward directivity along the traveling direction of the in-vehicle mobile station 405. A radio wave having a frequency offset to the positive side is radiated into the cell from the antenna 402 having the forward directivity, and a radio wave having a frequency offset to the negative side is radiated from the antenna 403 having the directivity in the backward direction. Radiated into the cell. The frequency of the radio wave radiated from the antenna is the same frequency except for the offset. The transmission / reception station 404 acquires transmission / reception data from the central base station 401 via a wired transmission line such as an optical fiber or a coaxial cable, modulates the signal using the OFDM method, and transmits it as radio waves into the cell.

図４に示す通信環境のように、通信相手として道路上を一方向に走行する車両を想定する限りにおいては、基地局（送信側）から見た車載移動局（受信側）の移動方向は一定方向となる。そして、上記特許文献1に記載された従来の送信方法は、移動局（受信側）の移動方向に応じて送信アンテナの指向性を限定し、車両の移動速度を予測し、移動予測値に基づいて基地局で予め送信信号に周波数シフトを与えて送信する。これにより、移動局でのドップラーシフトを軽減させて受信特性を改善する。 As long as a vehicle traveling in one direction on the road is assumed as a communication partner as in the communication environment shown in FIG. 4, the moving direction of the in-vehicle mobile station (receiving side) seen from the base station (transmitting side) is constant. Direction. The conventional transmission method described in Patent Document 1 limits the directivity of the transmission antenna according to the moving direction of the mobile station (receiving side), predicts the moving speed of the vehicle, and based on the predicted movement value. The base station transmits the transmission signal with a frequency shift applied in advance. This reduces the Doppler shift at the mobile station and improves the reception characteristics.

また、ＯＦＤＭ方式で変調された信号を移動受信する方法に、従来、非特許文献３に示されるような、受信アンテナが所定方向に指向性をもった複数のビームを形成し、各到来方向に応じて到来波を分離して合成受信する方法がある。
図５は、非特許文献３に記載されるＯＦＤＭ信号の受信方法を示す概念図である。図５において、移動体５０１に搭載された移動局は、アレーアンテナ５００によって所定方向に指向性をもった複数のビームを形成する。このとき、移動に伴って生じるドップラーシフトは、進行方向に対して左右対称であるので、これに合わせてビームの指向性も、左右対称に同じ指向性パターンをもつビーム（１）（図中では数字を○で囲んで示しているが、明細書中では数字を（）ではさんで示している。以下同じ。）からビーム（７）を形成する。ビーム（１）は前方向、ビーム（７）は後ろ方向、ビーム（２）からビーム（６）は左右対称に形成される。そして、これらの複数のビームを用いて、所定の方向ごとに到来波を分離し、最大比合成による復調を行う。 Further, as a method for mobile reception of a signal modulated by the OFDM method, conventionally, as shown in Non-Patent Document 3, a receiving antenna forms a plurality of beams having directivity in a predetermined direction, and in each direction of arrival. Accordingly, there is a method in which incoming waves are separated and combined and received.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an OFDM signal receiving method described in Non-Patent Document 3. In FIG. 5, the mobile station mounted on the moving body 501 forms a plurality of beams having directivity in a predetermined direction by the array antenna 500. At this time, the Doppler shift caused by the movement is symmetrical with respect to the traveling direction, and accordingly, the beam directivity is the beam (1) having the same directivity pattern symmetrically in the left and right (in the figure, A number (circled) is shown, but in the specification, a number (between parentheses) is shown. The same applies hereinafter) to form a beam (7). The beam (1) is formed in the forward direction, the beam (7) is formed in the backward direction, and the beams (2) to (6) are symmetrically formed. Then, using these multiple beams, the incoming waves are separated for each predetermined direction, and demodulated by maximum ratio synthesis.

図６は、非特許文献３に記載されるＯＦＤＭ信号の復調処理を示すブロック図である。まず、アレーアンテナ５００によって形成された複数のビームから得られる複数の受信信号（以下、これをビーム系統と呼ぶ。）を得る。次に、周波数オフセット補正部６０２により、各ビーム系統ごとに、方向に応じて異なるトップラーシフトを移動速度に基づいて補正する。補正後の受信データに対してＤＦＴ処理により周波数領域のサブキャリアデータを得る。そして、ビーム系統間でサブキャリアごとに最大比合成処理を行って受信データを得る。 FIG. 6 is a block diagram showing the demodulation processing of the OFDM signal described in Non-Patent Document 3. First, a plurality of received signals (hereinafter referred to as a beam system) obtained from a plurality of beams formed by the array antenna 500 are obtained. Next, the frequency offset correction unit 602 corrects the topler shift that differs depending on the direction for each beam system based on the moving speed. Frequency domain subcarrier data is obtained by DFT processing on the corrected received data. Then, maximum ratio combining processing is performed for each subcarrier between the beam systems to obtain received data.

このように、上記非特許文献３に記載された従来の受信方法では、所定方向に指向性をもったビームを複数形成し、到来方向に応じて到来波を分離する。そして、移動速度に基づいて、分離した到来波のドップラーシフトを補正してから合成受信する。これにより、図３で述べたようなＯＦＤＭ信号のキャリア間干渉を軽減させて受信特性を改善する。
特許第３３６７４７６４号ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ａ−１９９９ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３１ＰｕｂｕｄｕＳａｍｐａｔｈＷＩＪＥＳＥＮＡ，“Ｂｅａｍ−ＳｐａｓｅＡｄｐｔｉｖｅＡｒｒａｙＡｎｔｅｎｎａｆｏｒＳｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｔｈｅＤｏｐｐｌｅｒＳｐｒｅａｄｉｎＯＦＤＭＭｏｂｉｌｅＲｅｃｅｐｔｉｏｎ”ＩＥＩＣＥＴＲＡＮＳ．ＣＯＭＭＵＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８７−Ｂ，ＮＯ．１ＪＡＮＵＡＲＹ２００４，ｐａｇｅｓ２０−２８. As described above, in the conventional receiving method described in Non-Patent Document 3, a plurality of beams having directivity in a predetermined direction are formed, and incoming waves are separated according to the arrival direction. Then, based on the moving speed, the Doppler shift of the separated incoming wave is corrected and then combined and received. As a result, the inter-carrier interference of the OFDM signal as described with reference to FIG. 3 is reduced to improve the reception characteristics.
Japanese Patent No. 336747464 IEEE Std 802.11a-1999 ARIB STD-B31 Public Sample WIJESENA, “Beam-Space Adaptive Array Antenna for Suppressing the Doppler Spread in OFDM Mobile Reception.” IEICE TRAN. COMMUN. , VOL. E87-B, NO. 1 January 2004, pages 20-28.

上記２つの従来例は、送信局が静止している場合の通信環境で、移動体に搭載された無線端末（以下、移動局と呼ぶ）同士が通信する場合に適用すると、送信する移動局と受信する移動局との相対的な移動方向は通信する相手によって様々であるため、以下に述べるような問題が生じる。
図７は、移動局が送信する通信環境の模式図である。 When the above two conventional examples are applied when communication is performed between wireless terminals (hereinafter referred to as mobile stations) mounted on a mobile body in a communication environment when the transmission station is stationary, The relative movement direction with respect to the receiving mobile station varies depending on the communication partner, and the following problems arise.
FIG. 7 is a schematic diagram of a communication environment transmitted by a mobile station.

図７は、道路交差点付近を走行する車両が通信を行うことを想定し、移動局Ａから移動局Ｂ、Ｃに送信する。このような通信環境では、通信相手との相対的な移動方向、移動速度が移動局Ｂ、Ｃでそれぞれ異なるため、移動局Ｂ、Ｃが受信する到来波のドップラーシフトもそれぞれ異なる。特に、相手局を特定せずに複数局に向けてブロードキャストで送信する場合は、相手局に関する移動方向、移動速度等を知ることはできない。 In FIG. 7, it is assumed that a vehicle traveling near the road intersection performs communication, and is transmitted from the mobile station A to the mobile stations B and C. In such a communication environment, since the moving direction and moving speed relative to the communication partner are different between the mobile stations B and C, the Doppler shifts of the incoming waves received by the mobile stations B and C are also different. In particular, when broadcasting to a plurality of stations without specifying the partner station, it is not possible to know the moving direction, the moving speed, etc. of the partner station.

図８は、移動局同士の相対関係を示す概念図である。図８（ａ）において、移動局Ａと移動局Ｂがそれぞれ速度ベクトルＶａ、Ｖｂで移動しており、移動局Ａ、Ｂが正対する関係にある場合である。この場合、移動局Ａから見た移動局Ｂの相対速度は、速度ベクトルＶａｂ＝Ｖｂ−Ｖａで、移動局Ｂから見た移動局Ａの相対速度は、速度ベクトルＶｂａ＝Ｖａ−Ｖｂで、相対速度を知るには通信相手局の移動速度を知る必要がある。そして、図８（ｂ）に示すように、移動局Ａ、Ｂが正対しない場合は、移動速度の他に、自局の移動方向に対する相手局の移動方向を知らなければ、相対速度が求まらない。連続的に送信される相手局からの信号を受信し、受信信号から相手局との相対速度を推定する方法も考えられるが、移動局が近接したときにのみ通信するバースト伝送の場合、瞬時的に相対的な移動方向を得ることは困難である。 FIG. 8 is a conceptual diagram showing the relative relationship between mobile stations. In FIG. 8A, the mobile station A and the mobile station B are moving at the velocity vectors Va and Vb, respectively, and the mobile stations A and B are facing each other. In this case, the relative speed of the mobile station B viewed from the mobile station A is a speed vector Vab = Vb−Va, and the relative speed of the mobile station A viewed from the mobile station B is a speed vector Vba = Va−Vb. To know the speed, it is necessary to know the moving speed of the communication partner station. As shown in FIG. 8 (b), when the mobile stations A and B do not face each other, the relative speed can be obtained without knowing the moving direction of the partner station relative to the moving direction of the own station in addition to the moving speed. I wo n’t. A method of receiving the signal from the partner station that is continuously transmitted and estimating the relative speed with the partner station from the received signal is also conceivable, but in the case of burst transmission that communicates only when the mobile station is close, it is instantaneous. It is difficult to obtain a relative moving direction.

このように、移動体に搭載された無線端末が移動しながら送信する場合、非特許文献３に示される受信方法で受信するだけでは、瞬時的に送信側との相対速度を知りながら受信することができないため、ドップラーシフトを補正するには限界がある。また、特許文献1で想定するシステムは、静止する基地局が移動局に対して送信するシステムであり、基地局が移動局の移動速度を予測して送信する。また、基地局と移動局との相対的な移動速度を正確に求めるためには移動局の移動速度だけでなく、基地局とセル内での移動局の位置情報が必要となるので、ドップラーシフトを補正するには限界がある。 In this way, when a wireless terminal mounted on a mobile body transmits while moving, it can be received while knowing the relative speed with the transmitting side instantaneously only by receiving with the receiving method shown in Non-Patent Document 3. Therefore, there is a limit to correcting the Doppler shift. The system assumed in Patent Document 1 is a system in which a stationary base station transmits to a mobile station, and the base station predicts and transmits the moving speed of the mobile station. In addition, in order to accurately determine the relative moving speed between the base station and the mobile station, not only the moving speed of the mobile station but also the positional information of the mobile station in the base station and the cell is required. There is a limit to correct this.

それ故に、本発明は移動局が通信する通信システムにおける課題を解決するもので、ドップラーシフトを軽減して、伝送特性を改善する無線伝送方法および無線伝送装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to solve a problem in a communication system in which a mobile station communicates, and to provide a wireless transmission method and a wireless transmission device that reduce Doppler shift and improve transmission characteristics.

前記課題を解決するために、本発明の無線伝送装置が含む送信装置は、送信データから変調信号を生成する変調部と、所定方向に指向性をもった複数のビームを形成するアンテナ部と、移動局を搭載する移動体の移動速度を検出する移動速度検出部と、複数のビームから送信される変調信号に移動速度とビーム方向に基づいて設定される周波数シフトを与える周波数シフト部とを備え、無線伝送装置が含む受信装置は、所定方向に指向性をもった複数のビームを形成するアンテナ部と、移動局を搭載する移動体の移動速度を検出する移動速度検出部と、複数のビームで受信される受信信号に移動速度とビーム方向に基づいて周波数シフトを与える周波数シフト部と、受信信号から受信データを復調する復調部とを備える。 In order to solve the above problems, a transmission device included in a wireless transmission device of the present invention includes a modulation unit that generates a modulation signal from transmission data, an antenna unit that forms a plurality of beams having directivity in a predetermined direction, A moving speed detection unit that detects the moving speed of a mobile body equipped with a mobile station, and a frequency shift unit that applies a frequency shift set based on the moving speed and beam direction to modulation signals transmitted from a plurality of beams. The reception apparatus included in the wireless transmission apparatus includes an antenna unit that forms a plurality of beams having directivity in a predetermined direction, a moving speed detection unit that detects a moving speed of a moving body on which the mobile station is mounted, and a plurality of beams. A frequency shift unit that applies a frequency shift to the received signal based on the moving speed and the beam direction, and a demodulator that demodulates received data from the received signal.

本構成の無線伝送装置を有した移動局は、移動局の移動速度と送信するビーム方向に応じた周波数シフトを与えて送信するので、移動局が仮想的に地面に対して静止した状態で送信することができる。したがって、受信する移動局は、送信側の移動速度、移動方向などの情報を知らなくとも、ドップラーシフトが軽減された信号を受信して伝送特性を改善することができる。 A mobile station having a wireless transmission device of this configuration gives a frequency shift according to the moving speed of the mobile station and the direction of the beam to be transmitted, so that the mobile station is virtually stationary with respect to the ground. can do. Therefore, the receiving mobile station can receive a signal with reduced Doppler shift and improve transmission characteristics without knowing information such as the moving speed and moving direction on the transmitting side.

本発明の無線伝送方法および無線伝送装置によれば、通信する相手局の速度情報を知らなくとも、ドップラーシフトを軽減して伝送特性を改善することができる。 According to the wireless transmission method and the wireless transmission device of the present invention, it is possible to reduce the Doppler shift and improve the transmission characteristics without knowing the speed information of the counterpart station with which the communication is performed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る無線伝送装置が自動車などの移動体に搭載されて移動局として機能し、変調方式に一例としてＯＦＤＭ方式を用いて説明する。
（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施の形態１における無線伝送装置の送信装置を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the wireless transmission apparatus according to the present invention is mounted on a mobile body such as an automobile and functions as a mobile station, and the modulation method is described as an example using the OFDM method.
(Embodiment 1)
First, the transmitting apparatus of the wireless transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

図１は、本発明の実施の形態１における送信装置のブロック図である。
図１において、送信装置は送信データ１２１から変調信号１２２を生成する変調部１０１と、移動体の移動速度を検出する移動速度検出部１０２と、移動速度１２３を基に周波数シフト量を算出し、変調信号１２２に周波数シフトを与える周波数シフト部１０３、１０４、１０５、１０６と、ディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１０７と、局部発振器１０９と、ベースバンド帯の変調信号をＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯のＲＦ変調信号に変換するＲＦ部と、ＲＦ変調信号を所定方向に指向性をもった複数のビームを形成して送信するアンテナ１１０とを備える。ここで、アンテナ１１０は、進行方向に対し、前方と後方、さらに左右対称の２方向の指向性を複数有する別々のビーム系統１３１、１３２、１３３、１３４、１３５を構成するものである。 FIG. 1 is a block diagram of a transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the transmission apparatus calculates a frequency shift amount based on a modulation unit 101 that generates a modulation signal 122 from transmission data 121, a movement speed detection unit 102 that detects the movement speed of a moving object, and a movement speed 123, Frequency shift units 103, 104, 105, and 106 that give a frequency shift to the modulation signal 122; a D / A converter 107 that converts a digital signal into an analog signal; a local oscillator 109; and a baseband modulation signal as an RF ( An RF unit that converts an RF modulation signal of a Radio Frequency) band and an antenna 110 that forms and transmits a plurality of beams having directivity in a predetermined direction. Here, the antenna 110 constitutes separate beam systems 131, 132, 133, 134, and 135 having a plurality of directivities in two directions that are forward and backward and symmetrical in the traveling direction.

図９は、ＯＦＤＭ方式の変調部の詳細なブロック図である。図９において、変調部１０１は、符号化部９０１とインタリーブ部９０２と多値変調マッピング部９０３と時間領域変換部９０４とガードインターバル付加部９０５とプリアンブル付加部９０６とを備える。符号化部９０１は、送信データ１２１に対して誤り訂正のための符号化を行う。符号化には、例えば畳み込み符号が用いられる。次に、インタリーブ部９０２でインタリーブ処理が行われ、多値変調マッピング部９０３で、ＰＳＫやＱＡＭなどのディジタル変調方式によるシンボルマッピングを行って、周波数領域信号を生成する。次に、時間領域変換部９０４で、周波数領域信号から時間領域信号へ変換してＯＦＤＭ信号を生成する。ガードインターバル付加部９０５でシンボルごとにガードインターバルを付加し、最後にプリアンブル付加部９０６で受信側の同期処理に用いるプリアンブルを付加し、ベースバンドの変調信号１２２を出力する。このようなＯＦＤＭ変調を施す処理は公知なので詳細な動作説明は省略する。 FIG. 9 is a detailed block diagram of an OFDM modulation unit. In FIG. 9, modulation section 101 includes coding section 901, interleaving section 902, multi-level modulation mapping section 903, time domain conversion section 904, guard interval addition section 905, and preamble addition section 906. The encoding unit 901 performs encoding for error correction on the transmission data 121. For example, a convolutional code is used for encoding. Next, an interleaving unit 902 performs interleaving processing, and a multi-level modulation mapping unit 903 performs symbol mapping using a digital modulation scheme such as PSK or QAM to generate a frequency domain signal. Next, time domain transform section 904 transforms the frequency domain signal into a time domain signal to generate an OFDM signal. A guard interval adding unit 905 adds a guard interval for each symbol, and finally a preamble adding unit 906 adds a preamble used for receiving side synchronization processing, and outputs a baseband modulated signal 122. Since the process of performing such OFDM modulation is well known, detailed operation description is omitted.

図１０は、周波数シフト部の詳細なブロック図である。図１０において周波数シフト部は、シフト量設定部と乗算器と加算器とを備え、各ビーム系統ごとのシフト量の算出し、式（３）に示す複素乗算処理によって周波数シフトを与える。シフト量の算出は、各周波数シフト部１０３、１０４、１０５、１０６ごとに、移動速度１２３に基づいて（式１）、（式２）により算出する。ここで、ｃｏｓθは各ビーム系統１３１、１３２、１３３、１３４、１３５の送信方向に応じた固定値のｃｏｓθ_m（ｍ∈１、２、３、４、５）である。そして、直交軸成分、同相軸成分をそれぞれＳ_I（ｔ）、Ｓ_Q（ｔ）とすると、入力の変調信号１２２（Ｓ_I（ｔ）＋ｊ・Ｓ_Q（ｔ））に周波数（２πｆｄ）だけの周波数シフトを与える。なお、周波数シフト後の変調信号１２４をＳ’（ｔ）とする。

Ｓ’（ｔ）＝（Ｓ_I（ｔ）＋ｊ・Ｓ_Q（ｔ））×ｅｘｐ（ｊ・２πｆｄ・ｔ）
＝｛Ｓ_I（ｔ）＋ｊ・Ｓ_Q（ｔ）｝×
｛ｃｏｓ（２πｆｄ・ｔ）＋ｊ・ｓｉｎ（２πｆｄ・ｔ）｝
＝｛Ｓ_I（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆｄ・ｔ）−Ｓ_Q（ｔ）・ｓｉｎ（２πｆｄ・ｔ）｝
＋ｊ・｛Ｓ_Q（ｔ）・ｃｏｓ（２πｆｄ・ｔ）＋Ｓ_I（ｔ）・ｓｉｎ（２πｆｄ・ｔ）｝
・・・（式３）
以下、送信装置の動作を説明する。はじめ、送信データ１２１から変調部１０１によりベースバンドの変調信号１２２を生成する。ここでは、図９で示した変調部１０１を用いて、ディジタル処理でＯＦＤＭ方式の変調信号を生成する。そして、移動速度検出部１０２により、移動体の移動速度を検出し、周波数シフト部１０３、１０４、１０５、１０６でベースバンドの変調信号１２２に移動速度１２３をパラメータとする（式１）、（式２）に基づいてドップラーシフトを補正するように周波数シフトを与える。ここで、アンテナ１１０が形成する複数のビーム系統１３１、１３２、１３４、１３５ごとに周波数シフト部が設けられ、ビーム方向に応じた周波数シフトが与えられる。なお、９０度と２７０度方向のビーム系統１３３には周波数シフトを与えない。そして、Ｄ／Ａ変換器１０７でディジタル信号からアナログ信号に変換し、ＲＦ部でＲＦ帯の変調信号に変換されてから所定方向に指向性をもったビームで送信する。なお、ＲＦ部における搬送波周波数は局部発信器１０９を基に制御されている。このように、本発明の実施の形態１における無線伝送装置の送信装置は、所定方向に指向性を持った複数のビーム系統を有し、移動体の移動速度に基づいて各ビームの送信方向ごとに送信信号に周波数シフトを与えることにより、予めドップラーシフトを補正して送信することを特徴とする。 FIG. 10 is a detailed block diagram of the frequency shift unit. In FIG. 10, the frequency shift unit includes a shift amount setting unit, a multiplier, and an adder, calculates a shift amount for each beam system, and gives a frequency shift by a complex multiplication process shown in Expression (3). The shift amount is calculated by (Equation 1) and (Equation 2) based on the moving speed 123 for each frequency shift unit 103, 104, 105, 106. Here, cos θ is a fixed value cos θ _m (m∈1, 2, 3, 4, 5) corresponding to the transmission direction of each beam system 131, 132, 133, 134, 135. When the orthogonal axis component and the in-phase axis component are S _I (t) and S _Q (t), respectively, the input modulation signal 122 (S _I (t) + j · S _Q (t)) has a frequency (2πfd) only. Gives a frequency shift of. The modulated signal 124 after the frequency shift is assumed to be S ′ (t).

S ′ (t) = (S _I (t) + j · S _Q (t)) × exp (j · 2πfd · t)
= {S _I (t) + j · S _Q (t)} ×
{Cos (2πfd · t) + j · sin (2πfd · t)}
= {S _I (t) · cos (2πfd · t) −S _Q (t) · sin (2πfd · t)}
+ J · {S _Q (t) · cos (2πfd · t) + S _I (t) · sin (2πfd · t)}
... (Formula 3)
Hereinafter, the operation of the transmission apparatus will be described. First, the modulation unit 101 generates a baseband modulated signal 122 from the transmission data 121. Here, the modulation unit 101 shown in FIG. 9 is used to generate an OFDM modulation signal by digital processing. Then, the moving speed detecting unit 102 detects the moving speed of the moving body, and the frequency shifting units 103, 104, 105, and 106 use the moving speed 123 as a parameter for the baseband modulation signal 122 (Equation 1) and (Equation 1). A frequency shift is applied so as to correct the Doppler shift based on 2). Here, a frequency shift unit is provided for each of the plurality of beam systems 131, 132, 134, 135 formed by the antenna 110, and a frequency shift according to the beam direction is given. Note that no frequency shift is given to the beam system 133 in the directions of 90 degrees and 270 degrees. The D / A converter 107 converts the digital signal to an analog signal, and the RF unit converts the signal into an RF band modulation signal, and then transmits the signal with a beam having directivity in a predetermined direction. Note that the carrier frequency in the RF unit is controlled based on the local oscillator 109. As described above, the transmission apparatus of the wireless transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention has a plurality of beam systems having directivity in a predetermined direction, and each transmission direction of each beam based on the moving speed of the moving body. The transmission signal is subjected to a frequency shift to correct the Doppler shift in advance and transmitted.

次に、本発明の実施の形態１における無線伝送装置の受信装置を説明する。
図１１は、本発明の実施の形態１における受信装置のブロック図である。図１１において、受信装置は所定方向に指向性をもった複数のビームを形成し、複数の受信ビーム系統１１３１、１１３２、１１３３、１１３４、１１３５を出力するアンテナ１１０１とＲＦ帯の受信信号をベースバンド帯に変換するＲＦ部と、局部発信器１０９と、移動速度検出部１０２と、移動速度１２３を基に各ビーム系統の受信信号に周波数シフトを与える周波数シフト部１１０４、１１０５、１１０６、１１０７と、移動速度１２３を基に補正された各ビーム系統の受信信号を合成する合成部１１０８と、各ビーム系統の合成信号１１３９を復調する復調部１１０９と、復調部１１０９で検出される周波数誤差をもとに局部発信器１０９を制御して受信周波数の誤差を補正するＡＦＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ）部１１１０とを備える。なお、複数のビームを形成するアンテナと周波数シフト部と移動速度検出部については、送信装置と同じものを利用できる。 Next, the receiving apparatus of the radio transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
FIG. 11 is a block diagram of the receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 11, the receiving apparatus forms a plurality of beams having directivity in a predetermined direction, and outputs a plurality of reception beam systems 1131, 1132, 1133, 1134, 1135 and an RF band reception signal as baseband. An RF unit for converting into a band, a local transmitter 109, a moving speed detecting unit 102, frequency shifting units 1104, 1105, 1106, 1107 for giving a frequency shift to the received signals of each beam system based on the moving speed 123, Based on the frequency error detected by the demodulator 1109, a synthesizer 1108 that synthesizes the received signal of each beam system corrected based on the moving speed 123, a demodulator 1109 that demodulates the synthesized signal 1139 of each beam system AFC (Automatic Frequency C) which controls the local oscillator 109 to correct the error of the reception frequency. And a ntrol) 1110. Note that the same antenna, frequency shift unit, and movement speed detection unit that form a plurality of beams as those of the transmission apparatus can be used.

図１２は、ＯＦＤＭ方式の復調部の詳細なブロック図である。図１２において復調部１１０９は、同期回路部１２０１と、ガードインターバル除去部１２０３と、周波数領域変換部１２０４と、多値変調デマッピング部１２０５と、デインタリーブ部１２０６と誤り訂正部１２０７と周波数ずれ推定部１２０２とを備える。同期回路部１２０１は、ＯＦＤＭシンボルに対するシンボル同期信号１２１１を生成する。これを各ブロックへ出力して、各ブロックの内部処理用のタイミングに用いる。ガードインターバル除去部１２０３は、受信信号１１３９から各ＯＦＤＭシンボルに含まれるガード区間を除去する。周波数領域変換部１２０４は、ＦＦＴアルゴリズムなどによって時間領域信号を周波数領域信号に変換する。多値変調デマッピング部１２０５は、周波数領域信号からコンスタレーション上のデマッピング処理を行って判定データを得る。デインタリーブ部１２０６でデインタリーブ処理を施した後、誤り訂正部１２０７で誤り訂正処理が行われる。誤り訂正処理には、訂正符号に畳み込み符号が用いられている場合は、ビタビ復号処理が行われて、受信データ１１４０を得る。周波数ずれ推定部１２０２は復調部１１０９への時間領域の入力信号１１３９および周波数領域信号１２１２に基づいて受信信号の周波数のずれを検出して周波数補正値１１４１を出力する。このようなＯＦＤＭ信号の復調処理は公知なので詳細な動作説明は省略する。 FIG. 12 is a detailed block diagram of an OFDM demodulator. In FIG. 12, a demodulation unit 1109 includes a synchronization circuit unit 1201, a guard interval removal unit 1203, a frequency domain conversion unit 1204, a multilevel modulation demapping unit 1205, a deinterleave unit 1206, an error correction unit 1207, and a frequency shift estimation. Unit 1202. The synchronization circuit unit 1201 generates a symbol synchronization signal 1211 for the OFDM symbol. This is output to each block and used for the internal processing timing of each block. The guard interval removing unit 1203 removes the guard interval included in each OFDM symbol from the received signal 1139. The frequency domain transform unit 1204 transforms the time domain signal into a frequency domain signal using an FFT algorithm or the like. The multi-value modulation demapping unit 1205 performs demapping processing on the constellation from the frequency domain signal to obtain determination data. After the deinterleaving unit 1206 performs the deinterleaving process, the error correction unit 1207 performs the error correction process. In the error correction process, when a convolutional code is used as the correction code, a Viterbi decoding process is performed to obtain received data 1140. Frequency shift estimation section 1202 detects the frequency shift of the received signal based on time domain input signal 1139 and frequency domain signal 1212 to demodulation section 1109 and outputs frequency correction value 1141. Since such demodulation processing of the OFDM signal is well known, detailed operation description is omitted.

以下、受信装置の動作を説明する。はじめに、所定方向に指向性をもった複数のビームにより、到来波を所定方向の指向性ごとに分離して受信し、ビームごとに複数の受信系統１１３１、１１３２、１１３３、１１３４、１１３５を得る。ＲＦ部でＲＦ帯の受信信号をベースバンド帯に変換し、Ａ／Ｄ変換器でアナログ信号からディジタル信号に変換する。次に移動速度検出部１０２で移動体の移動速度を検出し、周波数シフト部１１０４、１１０５、１１０６、１１０７でベースバンドの受信信号に周波数シフトを与える。ここで、周波数シフト部はビーム系統ごとに設けられ、ビーム方向に応じた周波数シフトが与えられ、移動局が受信する際に発生するドップラーシフトが補正される。ただし、９０度と２７０度方向のビーム系統１１３３には周波数シフトを与えない。なお、周波数シフト部の構成、動作は、送信装置の周波数シフト部１０３、１０４、１０５、１０６と同じである。次に、合成部１１０８で複数のビーム系統の受信信号を加算合成したあと、復調部１１０９で復調処理が行われて受信データ１１４０を得られる。そして、復調部１１０９の周波数ずれ推定部１２０２が検出する周波数誤差を、ＡＦＣ部１１１０で局部発信器１０９の発振周波数を制御して受信周波数の誤差を補正する。 Hereinafter, the operation of the receiving apparatus will be described. First, by using a plurality of beams having directivity in a predetermined direction, an incoming wave is separated and received for each directivity in a predetermined direction, and a plurality of reception systems 1131, 1132, 1133, 1134, and 1135 are obtained for each beam. The RF unit converts an RF band received signal into a baseband band, and an A / D converter converts the analog signal into a digital signal. Next, the moving speed detection unit 102 detects the moving speed of the moving body, and the frequency shift units 1104, 1105, 1106, and 1107 apply a frequency shift to the baseband received signal. Here, the frequency shift unit is provided for each beam system, is given a frequency shift according to the beam direction, and corrects the Doppler shift generated when the mobile station receives. However, no frequency shift is given to the beam system 1133 in the directions of 90 degrees and 270 degrees. The configuration and operation of the frequency shift unit are the same as those of the frequency shift units 103, 104, 105, and 106 of the transmission apparatus. Next, after combining the received signals of a plurality of beam systems by the combining unit 1108, the demodulating unit 1109 performs demodulation processing to obtain received data 1140. Then, the frequency error detected by the frequency deviation estimation unit 1202 of the demodulation unit 1109 is corrected by the AFC unit 1110 by controlling the oscillation frequency of the local oscillator 109.

このように、本発明の実施の形態１における無線伝送装置の受信装置は、所定方向に指向性を持った複数のビーム系統を有し、各ビームの受信方向と移動速度に基づいて受信信号に周波数シフトを与えることで、受信する移動体の移動に伴って生じるドップラーシフトを補正して復調することを特徴とする。
次に、本発明に係る無線伝送装置のビームパターンについて説明する。 As described above, the receiving apparatus of the wireless transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention has a plurality of beam systems having directivity in a predetermined direction, and converts the received signal into a received signal based on the receiving direction and moving speed of each beam. By applying a frequency shift, the Doppler shift generated with the movement of the moving body to be received is corrected and demodulated.
Next, the beam pattern of the wireless transmission apparatus according to the present invention will be described.

本発明において、送受それぞれで所定方向に指向性をもった複数のビームを形成し、各ビーム系統ごとに周波数シフトを与えるが、幅を狭くしつつビーム数を増やすほど補正できる周波数分解能が高くなるので、ドップラーシフトの改善効果が高くなる。しかし、コストを考慮するとビーム数は少ない方が良く、それに応じて周波数シフト部の数も減らせる。 In the present invention, a plurality of beams having directivity in a predetermined direction are formed in each transmission and reception, and a frequency shift is given to each beam system, but the frequency resolution that can be corrected increases as the number of beams increases while narrowing the width. Therefore, the improvement effect of the Doppler shift becomes high. However, considering the cost, it is better that the number of beams is small, and the number of frequency shift units can be reduced accordingly.

図１３は、アンテナが形成するビームの指向性パターンの一例を示す。アンテナ１１０によって、パターン（１）からパターン（５）の５つのパターンの指向性を形成する場合を示す。ドップラーシフトは、送信方向に応じて進行方向に対して左右対称に変化するので、一つのビームを左右対称に形成すれば、左右対称に送信する信号に対して一つの周波数シフト部で補正することができる。なお、パターン（３）は進行方向に対して直角方向であり、これで送受信される信号はドップラーシフトを伴わないので、周波数シフトを与えない。 FIG. 13 shows an example of the directivity pattern of the beam formed by the antenna. The case where the directivity of five patterns from the pattern (1) to the pattern (5) is formed by the antenna 110 is shown. Since the Doppler shift changes symmetrically with respect to the traveling direction according to the transmission direction, if one beam is formed symmetrically, the signal transmitted symmetrically can be corrected by one frequency shift unit. Can do. Note that the pattern (3) is in a direction perpendicular to the traveling direction, and the signal transmitted / received by the pattern (3) is not accompanied by a Doppler shift.

図１４は、５つのパターンで形成する場合のビーム幅を示す模式図である。図１４において、横軸は送信方向（零から２π）、縦軸はドップラーシフトを示す。ドップラーシフトは、送信方向に応じてコサイン関数で変化する。そこで、通信相手の所在方向を把握せずとも通信を行うにあたり、送信方向や到来方向は把握できないことから、図１４に示すように、各ビームが設定する周波数シフトと発生するドップラーシフトとの誤差が、各ビームで均一になるようにすることが望ましい。したがって、ビーム幅について０度と１８０度方向のビームを広くし、９０度または２７０度に近づくにつれて狭くなるように形成すれば、角度方向に隣接するビーム系統間で、周波数シフト量と発生するドップラーシフトとの誤差を均等にすることができる。そこで、各ビームは均一に±Ｆｄ／５の誤差をもつように、パターン（１）のビームにおける隣接との境界ａ、ｈについて、ｃｏｓθ＝３／５となる角度に設定する。同様にパターン（２）の隣接との境界ａ、ｂ、ｇ、ｈについて、境界ｂ、ｇはｃｏｓθ＝１／５となる角度に設定する。境界ｃ、ｄ、ｅ、ｆの角度についても、同様に設定される。 FIG. 14 is a schematic diagram showing the beam width when forming with five patterns. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the transmission direction (from zero to 2π), and the vertical axis indicates the Doppler shift. The Doppler shift changes with a cosine function according to the transmission direction. Therefore, since it is impossible to grasp the transmission direction and the arrival direction when performing communication without grasping the location direction of the communication partner, as shown in FIG. 14, the error between the frequency shift set by each beam and the generated Doppler shift. However, it is desirable for each beam to be uniform. Therefore, if the beam width is widened in the directions of 0 degrees and 180 degrees and narrowed toward 90 degrees or 270 degrees, the frequency shift amount and the generated Doppler between the beam systems adjacent in the angular direction are formed. The error from the shift can be made uniform. Therefore, the angles a and h with respect to the adjacent beams in the pattern (1) are set to an angle at which cos θ = 3/5 so that each beam has an error of ± Fd / 5 uniformly. Similarly, for the boundaries a, b, g, and h adjacent to the pattern (2), the boundaries b and g are set to an angle at which cos θ = 1/5. The angles of the boundaries c, d, e, and f are set similarly.

図１５は、５つのパターンで形成する場合の各ビームの中心方向と周波数シフトを示す。
図１５（ａ）に示す表は、各パターンの隣接との境界角度、中心方向、設定する周波数シフトを示し、図１５（ｂ）は各ビームの境界と中心方向を示す模式図である。ここで、設定する周波数シフト量は、例えば、パターン（１）のビーム系統では、周波数シフト部１０３、１１０４のシフト量設定部１０００で＋Ｆｄ・４／５に設定する。同様にパターン（２）は＋Ｆｄ・２／５、パターン（４）は−Ｆｄ・２／５、パターン（４）は−Ｆｄ・４／５に設定する。このように、各ビーム系統ごとにｃｏｓθは固定値で、Ｆｄが移動速度に応じて（式２）に基づいて算出する。 FIG. 15 shows the center direction and frequency shift of each beam when forming with five patterns.
The table shown in FIG. 15A shows the boundary angle of each pattern, the center direction, and the set frequency shift, and FIG. 15B is a schematic diagram showing the boundary and center direction of each beam. Here, for example, in the beam system of the pattern (1), the frequency shift amount to be set is set to + Fd · 4/5 by the shift amount setting unit 1000 of the frequency shift units 103 and 1104. Similarly, the pattern (2) is set to + Fd · 2/5, the pattern (4) is set to −Fd · 2/5, and the pattern (4) is set to −Fd · 4/5. Thus, cos θ is a fixed value for each beam system, and Fd is calculated based on (Equation 2) according to the moving speed.

各ビームについて、ビーム幅と周波数シフト量をこのように決めることによって、送受信信号のドップラーシフトの補正誤差が、各ビームで均一になる。なお、所定方向に指向性をもつ複数のビームは、指向性アンテナを複数配置することで形成できるが、非特許文献３で示されるように直線状のアレーアンテナを用いてビームスペース型の処理によって形成しても良い。本発明の主眼はドップラーシフトを軽減する方法にあるので、上記ビームの形成方法および構成についての詳細は省略する。 By determining the beam width and the frequency shift amount for each beam in this way, the Doppler shift correction error of the transmission / reception signal becomes uniform for each beam. A plurality of beams having directivity in a predetermined direction can be formed by arranging a plurality of directional antennas. However, as shown in Non-Patent Document 3, a linear array antenna is used to perform a beam space type process. It may be formed. Since the main point of the present invention is the method of reducing the Doppler shift, the details of the beam forming method and configuration are omitted.

次に、本発明の実施の形態１における無線伝送装置を用いることで、移動局同士で通信する際にドップラーシフトを軽減する原理を説明する。以下において、移動局は上記無線伝送装置を搭載し、送信局または受信局として機能し、アンテナが形成する個々のビームに番号を付して（図１６に従う）説明する。
まず、送信局が移動し、受信局が静止している場合を考える。 Next, the principle of reducing the Doppler shift when the mobile stations communicate with each other by using the radio transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. In the following description, the mobile station is equipped with the above-described wireless transmission device, functions as a transmitting station or a receiving station, and numbers are given to individual beams formed by the antenna (according to FIG. 16).
First, consider a case where the transmitting station is moving and the receiving station is stationary.

図１７は、移動する送信局と静止する受信局とのビームの関係を示す模式図である。図１７において、送信局Ａが移動しており、送信局Ａから送信される信号を２つの受信局Ｂ、Ｃが受信する場合を想定する。ここでは、受信局は静止しているとし、送信局Ａが、ａ１地点からａ７地点を移動しながら送信する様子を示している。送信局Ａがａ１地点にあるとき、受信局Ｂには送信局Ａのビーム１から送信された信号が受信され、受信局Ｃも同じビーム１から送信された信号が受信される。ａ２地点にあるときは、受信局Ｂには送信局Ａのビーム２から送信された信号が受信され、受信局Ｃにはビーム１から送信された信号が受信される。ａ４地点にあるときは、受信局Ｂには送信局Ａのビーム３から送信された信号が受信され、受信局Ｃにはビーム８から送信された信号が受信される。このように、受信局は、相対する送信局のビームが時々刻々と変化して受信する。そして、それぞれの受信局の受信信号（到来波）は、送信局の移動によって発生するドップラーシフトが送信側で予め補正されている。これは、受信局の位置によらず、常に補正されて受信される。 FIG. 17 is a schematic diagram showing a beam relationship between a moving transmitting station and a stationary receiving station. In FIG. 17, it is assumed that the transmitting station A is moving and the two receiving stations B and C receive a signal transmitted from the transmitting station A. Here, it is assumed that the receiving station is stationary, and the transmitting station A performs transmission while moving from point a1 to point a7. When the transmitting station A is at the point a1, the receiving station B receives the signal transmitted from the beam 1 of the transmitting station A, and the receiving station C also receives the signal transmitted from the same beam 1. When at the point a2, the receiving station B receives the signal transmitted from the beam 2 of the transmitting station A, and the receiving station C receives the signal transmitted from the beam 1. When at point a4, the receiving station B receives the signal transmitted from the beam 3 of the transmitting station A, and the receiving station C receives the signal transmitted from the beam 8. In this way, the receiving station receives the beam of the opposite transmitting station that changes every moment. In the reception signals (arrival waves) of the respective reception stations, the Doppler shift generated by the movement of the transmission station is corrected in advance on the transmission side. This is always corrected and received regardless of the position of the receiving station.

次に、受信局も移動する場合を考える。
図１８は、送信局と受信局がともに移動する場合のビーム関係を示す模式図である。図１８において、送信局Ａは図１７と同様にａ１地点からａ７地点を移動しながら送信し、その間、受信局Ｂはｂ１地点からｂ５地点を移動する。送信局Ａがａ１地点にあるとき、受信局Ｂはｂ１地点にあり、送信局Ａのビーム１から送信された信号が受信局Ｂのビーム２で受信される。次に、送信局Ａがａ３地点にあるとき、受信局Ｂはｂ２地点にあり、送信局Ａのビーム２から送信された信号が受信局Ｂのビーム３で受信される。以下、同様に、送信局Ａと受信局Ｂの相対するビーム関係は図１９のようになる。図１９は、送受信局の間で相対するビームの時間変化である。 Next, consider a case where the receiving station also moves.
FIG. 18 is a schematic diagram showing a beam relationship when the transmitting station and the receiving station move together. In FIG. 18, the transmitting station A performs transmission while moving from the a1 point to the a7 point as in FIG. 17, while the receiving station B moves from the b1 point to the b5 point. When transmitting station A is at point a1, receiving station B is at point b1, and a signal transmitted from beam 1 of transmitting station A is received by beam 2 of receiving station B. Next, when transmitting station A is at point a3, receiving station B is at point b2, and a signal transmitted from beam 2 of transmitting station A is received by beam 3 of receiving station B. Similarly, the beam relationship between the transmitting station A and the receiving station B is as shown in FIG. FIG. 19 is a time change of the beam opposed between the transmitting and receiving stations.

ここで、例えば、送信局Ａがａ５地点にあるとき、送信局Ａの移動に伴ってビーム４から送信する信号に生じるドップラーシフトは、送信側の周波数シフト部１０５で移動速度ｖ_Aに基づいて補正される。このとき受信局Ｂはｂ４地点にあり、相対する受信局Ｂのビーム５の受信信号について、受信局Ｂの移動に伴って生じるドップラーシフトが、受信側の周波数シフト部１１０７で移動速度ｖ_Bに基づいて補正される。このように、移動するに従って相対するビームが時々刻々と変化し、送受それぞれで、移動速度に応じてドップラーシフトを補正するように周波数シフトを与える。この結果、受信局での受信信号に生じるドップラーシフトが補正されて、伝送誤りを軽減できる。 Here, for example, when the transmitting station A is at the point a5, the Doppler shift generated in the signal transmitted from the beam 4 as the transmitting station A moves is based on the moving speed v _A in the frequency shift unit 105 on the transmitting side. It is corrected. At this time, the receiving station B is at the point b4, and the Doppler shift caused by the movement of the receiving station B with respect to the reception signal of the beam 5 of the opposite receiving station B is changed to the moving speed v _B by the frequency shift unit 1107 on the receiving side. Based on the correction. In this manner, the beams that are opposed to each other change from moment to moment as they move, and a frequency shift is applied so that the Doppler shift is corrected according to the moving speed in each transmission and reception. As a result, the Doppler shift generated in the received signal at the receiving station is corrected and transmission errors can be reduced.

さらに、受信局が反射波を伴って受信する場合について考える。
図２０は、図１８において受信局Ｂで反射波を伴って受信される場合の模式図である。図２０において送信局Ａ（ａ３地点）のビーム４から送信された信号が受信局Ｂ（ｂ２地点）の周辺で反射してビーム１で受信される様子を示す。送信局Ａのビーム４から送信された信号は、送信局Ａの移動に伴って生じるドップラーシフトが補正されている。したがって、受信局Ｂが静止していればビーム５で受信する到来波はドップラーシフトが生じていない。また、受信局Ｂが移動していれば受信局Ｂ自身で、受信局Ｂの移動に伴って生じるドップラーシフトを補正して受信する。したがって、反射波について、受信局Ｂが移動していても、移動局Ａが移動しながら送信する信号をドップラーシフトを軽減して受信することができる。 Further, consider a case where the receiving station receives a reflected wave.
FIG. 20 is a schematic diagram when the receiving station B receives a reflected wave in FIG. FIG. 20 shows a state in which a signal transmitted from the beam 4 of the transmitting station A (point a3) is reflected around the receiving station B (point b2) and received by the beam 1. In the signal transmitted from the beam 4 of the transmitting station A, the Doppler shift that occurs as the transmitting station A moves is corrected. Therefore, when the receiving station B is stationary, the Doppler shift does not occur in the incoming wave received by the beam 5. In addition, if the receiving station B is moving, the receiving station B itself receives the signal while correcting the Doppler shift caused by the movement of the receiving station B. Therefore, even if the receiving station B is moving, the reflected wave can be received while the mobile station A is moving while reducing the Doppler shift.

このように、本発明の第１の実施例における無線伝送装置によれば、受信信号を構成する信号（到来信号）は、送受で相対するビームで通信される信号のみで構成され、構成する信号は送受それぞれで自身の移動速度に基づいて周波数シフトされる。したがって、相対的な移動速度を互いに知らなくとも、受信側の受信信号に生じるドップラーシフトが、直接波、反射波ともに補正されるので、伝送誤りを軽減できる。また、このドップラーシフトの軽減により、受信側のＡＦＣ部における周波数制御に対する要求が緩和される。具体的には、図１４で示したような全方位を５つのパターンのビームで送受信する場合、一つのパターンで生じる補正誤差は±Ｆｄ／５なので、受信信号の補正誤差は±Ｆｄ・２／５となり、ドップラーシフトの影響をおよそ半分にすることができる。また、移動速度に応じた周波数シフト量を与えることを除いては、適応的な制御を含まない。したがって、特に伝送形態がパケットによるバースト通信である場合に、パケット受信の初期段階での周波数同期や残留位相誤差補正処理の追従性を軽減できるので効果を発揮する。 As described above, according to the wireless transmission device in the first embodiment of the present invention, the signal (arrival signal) constituting the received signal is composed of only the signals communicated by the opposite beams in transmission and reception, and the signal constituting the signal Is frequency shifted based on its own moving speed in each transmission and reception. Therefore, even if the relative moving speed is not known to each other, the Doppler shift generated in the reception signal on the receiving side is corrected for both the direct wave and the reflected wave, so that transmission errors can be reduced. Further, by reducing the Doppler shift, the request for frequency control in the AFC unit on the receiving side is reduced. Specifically, when transmitting and receiving all directions as shown in FIG. 14 using five patterns of beams, the correction error generated in one pattern is ± Fd / 5, so the correction error of the received signal is ± Fd · 2 / Thus, the effect of Doppler shift can be halved. Further, adaptive control is not included except that a frequency shift amount corresponding to the moving speed is given. Therefore, particularly when the transmission form is burst communication using packets, the followability of the frequency synchronization and residual phase error correction processing at the initial stage of packet reception can be reduced, which is effective.

なお、本発明の無線伝送装置における周波数シフト部は、ベースバンド信号に対して周波数シフトを与えたが、結果的に変復調される信号に対してビーム系統毎に周波数シフトが与えられればよいので、ＲＦ帯の信号に対して周波数シフトを与える構成であってもよい。また、受信装置の復調については、複数のビーム系統を単に加算合成した信号を復調する例を示したが、非特許文献３で示されるように受信のビーム系統ごとに周波数領域に変換して得たサブキャリアに対して、サブキャリアごとにビーム系統間で最大比合成する復調方法であっても良い。さらに、変調方式にＯＦＤＭ方式を用いて説明したが、本発明にかかる移動体の伝送方法は、変調方式によらず様々な変調方式に適用可能である。 Note that the frequency shift unit in the wireless transmission device of the present invention has given a frequency shift to the baseband signal, but it suffices if a frequency shift is given to each beam system for the resulting modulated / demodulated signal. A configuration may be used in which a frequency shift is given to an RF band signal. As for demodulation of the receiving device, an example of demodulating a signal obtained by simply adding and combining a plurality of beam systems has been shown. However, as shown in Non-Patent Document 3, it is obtained by converting each received beam system into a frequency domain. Alternatively, a demodulation method may be used in which the maximum ratio is combined between the beam systems for each subcarrier. Further, although the OFDM method has been described as the modulation method, the mobile transmission method according to the present invention can be applied to various modulation methods regardless of the modulation method.

実施の形態１においては、移動局同士が通信する環境での実施例を示したが、送信側のみが移動する通信環境でも、本発明における送信装置は有効である。以下、本発明の実施の形態２を示す。
（実施の形態２）
図２１は、本発明の実施の形態２で想定する通信システムの模式図である。道路沿いに無線局（路側無線局２１０２）が設置され、道路上を走行する車両が、車両ＩＤなどの情報を路側アンテナ２１０１に向けて送信する路車間通信システムである。路側無線局２１０２はネットワークでセンターに繋がれており、収集した車両ＩＤが交通渋滞の分析や通行料の課金などに用いられる。このとき、送信局Ａと路側アンテナとの相対的な位置関係の変化に応じて、路側無線局の受信信号に生じるドップラーシフトが変化する。これにより、車両の移動速度が高速になるにつれて、路側無線局での受信周波数が大きく変化するので、復調時のＡＦＣの追従性が問題となる。 In the first embodiment, an example in an environment in which mobile stations communicate with each other has been described. However, the transmission apparatus in the present invention is effective even in a communication environment in which only the transmission side moves. The second embodiment of the present invention will be described below.
(Embodiment 2)
FIG. 21 is a schematic diagram of a communication system assumed in Embodiment 2 of the present invention. A road-to-vehicle communication system in which a radio station (roadside radio station 2102) is installed along a road and a vehicle traveling on the road transmits information such as a vehicle ID to the roadside antenna 2101. The roadside radio station 2102 is connected to the center via a network, and the collected vehicle ID is used for analyzing traffic congestion and charging tolls. At this time, the Doppler shift generated in the received signal of the roadside radio station changes according to the change in the relative positional relationship between the transmitting station A and the roadside antenna. As a result, as the moving speed of the vehicle increases, the reception frequency at the roadside radio station changes greatly, which causes a problem of AFC followability during demodulation.

そこで、送信局Ａが本発明の実施の形態１で示した送信装置を用いて送信すれば、図２１で示すように、路側アンテナ２１０１と相対する送信局の送信ビームが時々刻々と変化して、路側無線局は、送信局Ａの位置を把握せずともドップラーシフトが送信側で予め補正された到来波を受信できる。この結果、路側無線局でのＡＦＣの周波数の追従制御が緩和されるので、伝送特性を改善することができる。 Therefore, if the transmitting station A transmits using the transmitting apparatus shown in the first embodiment of the present invention, the transmission beam of the transmitting station facing the roadside antenna 2101 changes from moment to moment as shown in FIG. The roadside radio station can receive an incoming wave whose Doppler shift has been corrected in advance on the transmission side without knowing the position of the transmission station A. As a result, since the tracking control of the AFC frequency at the roadside radio station is relaxed, the transmission characteristics can be improved.

なお、本発明の実施の形態１では送信装置は進行方向に対して左右対称にビームを形成したが、図２１で示すように、路側アンテナ２１０１が道路の片側にのみ設置される場合、送信ビームは進行方向に対して路側アンテナがある側のビームのみを形成すればよい。
なお、以上に述べた全ての実施形態の構成は、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、上述した実施形態の全ての構成または一部の構成を含むように１チップ化されてもよい。 In the first embodiment of the present invention, the transmitting apparatus forms beams symmetrically with respect to the traveling direction. However, as shown in FIG. 21, when the roadside antenna 2101 is installed only on one side of the road, the transmitting beam Need only form the beam on the side where the roadside antenna is located with respect to the traveling direction.
Note that the configurations of all the embodiments described above may be realized as an LSI that is typically an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include all or a part of the configuration of the above-described embodiment.

ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。 The name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。 Further, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology. Biotechnology can be applied.

本発明に係る無線伝送方法および無線伝送装置は、送受信それぞれで発生するドップラーシフトを軽減して伝送特性の改善を図ることができる。したがって、高速移動する移動体が通信する際に有用で、自動車同士の車車間通信をはじめ、列車や浮上式鉄道、航空機などに搭載して通信する場合に有用である。さらに、変調方式がドップラーシフトの影響を受けやすい方式、たとえば、ＯＦＤＭ方式などのマルチキャリア方式を用いたシステムでの改善効果が大きい。 The radio transmission method and radio transmission apparatus according to the present invention can improve transmission characteristics by reducing Doppler shift that occurs in each transmission and reception. Therefore, it is useful when a mobile body that moves at high speed communicates, and is useful when the communication is carried on a train, a floating railway, an aircraft, etc., as well as inter-vehicle communication between automobiles. Furthermore, the improvement effect is significant in a system in which the modulation system is susceptible to Doppler shift, for example, a system using a multicarrier system such as the OFDM system.

本発明の実施の形態１における送信装置のブロック図Block diagram of transmitting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention 走行する車載端末が受信する到来波のドップラーシフトを模式的に示した図The figure which showed typically the Doppler shift of the incoming wave which the in-vehicle terminal which travels receives ＯＦＤＭ方式におけるキャリア間干渉を模式的に示した図Diagram showing inter-carrier interference in OFDM system 特許文献1に記載された路車間通信システムの構成を示す概念図Conceptual diagram showing the configuration of the road-vehicle communication system described in Patent Document 1 非特許文献３に記載されるＯＦＤＭ信号の受信方法を示す概念図Conceptual diagram showing a method for receiving an OFDM signal described in Non-Patent Document 3 非特許文献３に記載されるＯＦＤＭ信号の復調処理を示すブロック図A block diagram showing a demodulation process of an OFDM signal described in Non-Patent Document 3 移動局が送信する通信環境の模式図Schematic diagram of the communication environment transmitted by the mobile station 移動局同士の相対関係を示す概念図Conceptual diagram showing the relative relationship between mobile stations ＯＦＤＭ方式の変調部の詳細なブロック図Detailed block diagram of OFDM modulation unit 周波数シフト部の詳細なブロック図Detailed block diagram of frequency shift unit 本発明の実施の形態１における受信装置のブロック図Block diagram of receiving apparatus in embodiment 1 of the present invention ＯＦＤＭ方式の復調部の詳細なブロック図Detailed block diagram of demodulator of OFDM system アンテナが形成するビームの指向性パターンの一例を示す図The figure which shows an example of the directivity pattern of the beam which an antenna forms ５つのパターンで形成する場合のビーム幅を示す模式図Schematic diagram showing beam width when forming with 5 patterns ５つのパターンで形成する場合の各ビームの中心方向と周波数シフトを示す図The figure which shows the center direction and frequency shift of each beam in the case of forming with five patterns アンテナが形成する個々のビーム番号を示す模式図Schematic showing the individual beam numbers formed by the antenna 移動する送信局と静止する受信局とのビームの関係を示す模式図Schematic diagram showing the beam relationship between a moving transmitting station and a stationary receiving station 送信局と受信局がともに移動する場合のビーム関係を示す模式図Schematic diagram showing the beam relationship when the transmitting station and the receiving station move together 送受信局の間で相対するビームの時間変化Temporal change of beam between transmitting and receiving stations 図１８において受信局Ｂで反射波を伴って受信される場合の模式図FIG. 18 is a schematic diagram when the receiving station B receives a reflected wave. 本発明の実施の形態２で想定する通信システムの模式図Schematic diagram of a communication system assumed in Embodiment 2 of the present invention

Explanation of symbols

１０１変調部
１０２移動速度検出部
１０３、１０４、１０５、１０６周波数シフト部
１０７Ｄ／Ａ変換器
１０８ＲＦ部
１０９局部発信器
１１０アンテナ
１２１送信データ
１２２変調信号
１２３移動速度
１３１、１３２、１３３、１３４、１３５ビーム系統
２００アンテナ
２０１走行車両
４０１中央基地局
４０２、４０３アンテナ
４０４送受信局
４０５車載移動局
５００アレーアンテナ
５０１移動局
６０１ビームスペースアレーアンテナ
６０２周波数オフセット補正部
６０３Ｓ／Ｐ
６０４ＤＦＴ部
６０５最大比合成部
６０６Ｐ／Ｓ
６１０受信データ
９０１符号化部
９０２インタリーブ部
９０３多値変調マッピング部
９０４時間領域変換部
９０５ガードインターバル付加部
９０６プリアンブル付加部
１０００シフト量設定部
１００１、１００２、１００３、１００４乗算器
１００５、１００６加算器
１０１０周波数シフト信号
１１０１アンテナ
１１０２ＲＦ部
１１０３Ａ／Ｄ変換器
１１０４、１１０５、１１０６、１１０７周波数シフト部
１１０８合成部
１１０９復調部
１１１０ＡＦＣ部
１１４０受信データ
１１４１周波数補正値
１１３１、１１３２、１１３３、１１３４、１１３５ビーム系統
１２０１同期回路部
１２０２周波数ずれ推定部
１２０３ガードインターバル除去部
１２０４周波数領域変換部
１２０５多値変調デマッピング部
１２０６デインタリーブ部
１２０７誤り訂正部
２１０１路側アンテナ
２１０２路側無線局 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Modulation part 102 Movement speed detection part 103, 104, 105, 106 Frequency shift part 107 D / A converter 108 RF part 109 Local transmitter 110 Antenna 121 Transmission data 122 Modulation signal 123 Movement speed 131, 132, 133, 134, 135 Beam System 200 Antenna 201 Traveling Vehicle 401 Central Base Station 402, 403 Antenna 404 Transmit / Receive Station 405 On-board Mobile Station 500 Array Antenna 501 Mobile Station 601 Beam Space Array Antenna 602 Frequency Offset Correction Unit 603 S / P
604 DFT section 605 Maximum ratio combining section 606 P / S
610 Received data 901 Encoding section 902 Interleaving section 903 Multi-level modulation mapping section 904 Time domain conversion section 905 Guard interval adding section 906 Preamble adding section 1000 Shift amount setting section 1001, 1002, 1003, 1004 Multiplier 1005, 1006 Adder 1010 Frequency shift signal 1101 Antenna 1102 RF unit 1103 A / D converter 1104, 1105, 1106, 1107 Frequency shift unit 1108 Synthesizer 1109 Demodulator 1110 AFC unit 1140 Received data 1141 Frequency correction value 1131, 1132, 1133, 1134, 1135 Beam System 1201 Synchronization circuit unit 1202 Frequency deviation estimation unit 1203 Guard interval removal unit 1204 Frequency domain conversion unit 1205 Multilevel modulation demapping 1206 deinterleaving section 1207 error correction section 2101 roadside antenna 2102 roadside stations

Claims

A wireless transmission device mounted on a mobile body for transmitting transmission signals to a plurality of receiving stations,
The transmission apparatus included in the wireless transmission apparatus includes a modulation unit that generates a modulation signal from transmission data, an antenna unit that forms a plurality of beams having directivity in a predetermined direction, and a moving speed that detects a moving speed of the moving body. A detection unit; and a frequency shift unit that applies a frequency shift that is set based on the moving speed and the direction of each beam to the modulation signal transmitted simultaneously from each of the plurality of beams, A radio transmission apparatus, wherein a Doppler shift generated in a transmission signal is corrected and transmitted in accordance with a transmission direction of the beam, and a width of the beam and a boundary between adjacent beams are determined based on a cosine function .

The wireless transmission device according to claim 1, wherein the directivity patterns of the plurality of beams are formed symmetrically with respect to the traveling direction of the moving body.

The radio transmission apparatus according to claim 1 , wherein the modulation unit modulates using an orthogonal frequency division multiplexing method .

Used for road-to-vehicle communication systems in which a mobile station mounted on a moving vehicle and a roadside radio station communicate with each other.
A mobile station radio transmission apparatus that transmits transmission signals to a plurality of roadside radio stations,
A modulation unit that generates a modulation signal from transmission data and a plurality of beams having directivity in a predetermined direction
An antenna unit to be formed, a moving speed detecting unit for detecting the moving speed of the moving body, and the modulation signal
Set based on the moving speed and beam direction for each of the plurality of beams transmitted simultaneously
A frequency shift unit for providing a frequency shift to be transmitted, and the transmission from the mobile station with movement.
A radio transmission apparatus in which a Doppler shift generated in a received signal is corrected and transmitted according to a transmission direction of the beam, and a width of the beam and a boundary between adjacent beams are determined based on a cosine function .

A wireless transmission method in which a mobile station performs wireless communication with a plurality of other mobile stations.
A mobile station generates a transmission signal as it moves due to a plurality of beams having directivity in a predetermined direction.
The Doppler shift is corrected for each beam based on the moving speed and transmitted and received simultaneously.
A mobile station generates a received signal as it moves due to multiple beams with directivity in a given direction.
A wireless transmission method in which a Doppler shift is corrected for each beam based on a moving speed, and a boundary between the beam width and an adjacent beam is determined based on a cosine function .

A wireless transmission system in which a mobile station performs wireless communication with other mobile stations.
A mobile station generates a transmission signal as it moves by using multiple beams with directivity in a predetermined direction.
The Doppler shift is corrected for each beam based on the moving speed and transmitted simultaneously.
The mobile station that receives the signal along with the movement of multiple beams with directivity in a predetermined direction.
A wireless transmission system in which a generated Doppler shift is received after being corrected for each beam based on a moving speed, and a width of the beam and a boundary between adjacent beams are determined based on a cosine function .

A wireless transmission device mounted on a mobile body for transmitting transmission signals to a plurality of receiving stations,
The transmission device included in the wireless transmission device includes a modulation unit that generates a modulation signal from transmission data, and a predetermined unit.
The antenna unit that forms multiple beams with directionality and the moving speed of the moving object are detected.
And the modulation signal transmitted simultaneously from each of the plurality of beams.
A frequency shift giving a frequency shift set based on the moving speed and the direction of each beam.
And a Doppler shift that occurs in the transmission signal as it moves.
A radio transmission apparatus that performs transmission in accordance with a transmission direction and determines a frequency shift set by the frequency shift unit based on a cosine function so that a difference is the same between adjacent beams .

Used for road-to-vehicle communication systems in which a mobile station mounted on a moving vehicle and a roadside radio station communicate with each other.
A mobile station radio transmission apparatus that transmits transmission signals to a plurality of roadside radio stations,
A modulation unit that generates a modulation signal from transmission data and a plurality of beams having directivity in a predetermined direction
An antenna unit to be formed, a moving speed detecting unit for detecting the moving speed of the moving body, and the modulation signal
Set based on the moving speed and beam direction for each of the plurality of beams transmitted simultaneously
A frequency shift unit for providing a frequency shift to be transmitted, and the transmission from the mobile station with movement.
The Doppler shift generated in the received signal is corrected according to the transmission direction of the beam and transmitted, and the frequency shift set by the frequency shift unit is changed to a cosine function so that the difference is the same between the adjacent beams. A wireless transmission device determined based on the above .

A wireless transmission method in which a mobile station performs wireless communication with a plurality of other mobile stations.
The mobile station corrects and simultaneously corrects the Doppler shift caused in the transmission signal with movement by giving a frequency shift for each beam based on the moving speed and beam direction for a plurality of beams having directivity in a predetermined direction. The mobile station that transmits and receives, by using a plurality of beams having directivity in a predetermined direction, corrects the Doppler shift generated in the received signal as it moves, for each beam based on the moving speed, and receives the frequency shift. Is determined based on the cosine function so that the difference between the adjacent beams is the same .

A wireless transmission system in which a mobile station performs wireless communication with other mobile stations.
The mobile station corrects the Doppler shift generated in the transmission signal as it moves by giving a frequency shift for each beam based on the moving speed and beam direction for a plurality of beams having directivity in a predetermined direction. The mobile station that transmits and receives simultaneously corrects the Doppler shift that occurs in the received signal as a result of movement by using a plurality of beams having directivity in a predetermined direction based on the moving speed, and receives the beam. The wireless transmission system, wherein the frequency shift is determined based on a cosine function so that a difference is the same between adjacent beams.